Ultrastructure of photo-sensory cells and pigment epithelium in the retina of the Antarctic fish Notothenia neglecta Nybelin (Nototheniidae)

ー研究論文一

Ultrastructure of photo‑sensory cells and pigment epithelium  in the retina of the Antarctic fish 

Notothenia neglecta Nybelin (Nototheniidae) 

Lucelia Donatti1 and Edith Fanta2 

南極産の魚

(ノトセニア科）

網膜の光受容細胞と色素上皮の微細構造

Lucelia Donatti1 and Edith Fanta2 

要旨： 南極産の魚

はキングジョージ島，アドミラルティ 湾の生息域では優先的に出現する魚である．本種は捕食者であり，しばしば，正 確な視覚を用いた待ち伏せ採餌を行う．そこで網膜の光受容細胞と色素上皮の 微細構造を電子顕微鏡を用いて解析することとした．網膜には色素上皮と梓 体，短い独立型錐体，長い独立型錐体，不等双子型錐体，三子型錐体の

種の 光受容細胞とニューロン，支持細胞が存在する．色素上皮はたたみ込まれた基 底膜，基底ミトコンドリア，平滑な網状体，大量の微小管，メラニン顆粒，食 作用胞，光受容細胞の剥離膜で特徴づけられている．錐体には外節の二重膜状 板，楕円体・筋様体の副錐体，連結繊毛，微絨毛が，楕円体中には中心小体，そ して筋様体・楕円体域には掌状筋様体， ミューラー細胞の頂上微絨毛が存在す る．これら総ての状態は， N .n

に環境の光条件の変化に対するあらゆる 種類の適応を可能にし， N .n

を，水平，垂直方向に調整可能な

層に配 置された細胞を持つという，複雑な網膜を備える魚類の 1 種としている．この ことが，周年，充分な視覚による行動と餌と環境との認知を可能にしているの である．

Abstract:  The Antarctic nototheniid Notothenia neglecta is  the dominant fish  m its  habitat in  Admiralty Bay, King George Island.  They are predators, often  ambush feeders,  with  accurate  visual  behaviour.  For that  reason,  the  ultra‑ structure of retinal photoreceptive cells and the pigment epithelium was analysed  through electron microscopy.  Their retina has a pigment epithelium, five different  photoreceptors:  rods,  short  single,  long  single,  double,  and  triple  cones

、and

、

1Universidade Estadual do Centro Oeste,  Departamento de Ciencias  Biol6gicas,  Guarapuava, PR,  Brazil. 

2U FPR, Departamento de  Bio logia  Celular,  Caixa Postal  19031.  8 I 531‑970 Curitiba,  PR, Brasil.  e‑mail:  e.fanta@terra.com.br 

南極資料

Nankyoku Shiryo (Antarctic Record), Vol. 45, No. 3,  297‑310, 2001 

298  L. Donatti and E. Fanta 

apical  microvilli  of MUiler cells  in  the myoid and ellipsoid  region.  All  these  features allow all sorts of adaptations to the environmental photic variations, and  situate 

N .  

1.  Introduction 

Among the sensory systems, vision has a major role for fish  that live  in  the photic  region  of the  ocean.  Several  studies  associate  visual  capacity  with  morphology and  behavioural ecology in Antarctic fish (Eastman, 1988, 1993; Fanta et al., 1994, 1999, 2001;  Grotzner  and  Fanta,  1998; Macdonald  and  Montgomery,  1991; Meyer‑Rochow  and 

Klyne, 1982; Pankhurst and Montgomery, 1989). 

Notothenia neglecta is  a circumpolar demersal coastal species (DeWitt, 1971; Fischer  and Hureau, 1985; Kock, 1989), frequently  observed  in  middle of algae  or in  shelter  (Burchett et  al., 1983; Daniels, 1982; Daniels and Lipps, I 982; Moreno and Zamorano,  1980).  It  is  basically an ambush feeder that eventually feeds on the water column (Daniels,  1982; Moreno and Zamorano, 1980).  Because it  selects the food actively (Barrera‑Oro and  Casaux 1990; Fanta, 1999; Fanta and Meyer, 1998

^{、 ;}

The structural analysis of the retina in some Nototheniidae suggests that there are no  retinal adaptations that are specific for fish that live in shallow waters, or for vision in low  light levels (Eastman, 1988; Meyer‑Rochow and Klyne, 1982), but that there is  considerable  interspecific  variation  in  the  relative  number of visual  cells  and some morphological  features (Ali and Anctil, 1976; Eastman, 1988; Grotzner and Fa

叫

The aim of this study was to analyse the ultrastructure of the pigment epithelium, and  of cones and rods, to evaluate which structural features could explain the great ability that  N. neglecta has to survive in different environments, and to detect and select varied food  items, year‑round. 

2.  Materials and methods 

N neglecta were collected in  Admiralty Bay (King George Island, South Shetlands)  with trammel nets, from 20 m depth.  They were identified as  N neglecta Nybelin, 1951,  according to  Fischer  and  H ureau (1985), being considered  different  from N. coriiceps  Richardson, 1844, which are also present in the bay (Fanta et  al., 2000).  At the Brazilian  Antarctic Station Comandante Ferraz, some healthy adult individ

叫

For transmission electron microscopy, the retina was cut in small pieces and fixed at  4

℃